Question

12．邵坪高速是連接邵陽市與新邵坪上滬昆高鐵站的重要交通線，全長約34km，預(yù)計于今年年底正式通車．通車后，邵坪高速將與滬昆高鐵實(shí)現(xiàn)無縫對接，有望實(shí)現(xiàn)1h左右從邵陽抵達(dá)長沙．若一輛小車質(zhì)量為1.5×10³kg，每個車輪與路面的接觸面積為0.15m²，如圖所示，請計算（g取10N/kg）：
（1）該小車的重力為多少N？
（2）該小車靜止在水平路面上對路面的壓強(qiáng)為多少Pa？
（3）若邵坪高速限速100km/h，該小車駛完邵坪高速全程最少需多少h？
（4）當(dāng)轎車高速行駛時，對地面的壓力會變�。ㄟx填“不變”“變大”“變小”）請用所學(xué)過的物理知識分析其原因．

Answer 1

分析 （1）已知小車的質(zhì)量，根據(jù)G=mg計算小車的重力；
（2）小車對地面的壓力等于小車自身的重力，又知小車有四個輪子和每個車輪與路面的接觸面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$計算壓強(qiáng)；
（3）已知路程和速度，根據(jù)t=v=$\frac{s}{v}$計算需要的時間；
（4）汽車高速行駛時，由于汽車的向上凸的流線型結(jié)構(gòu)使汽車上方空氣的流速大于下方空氣的流速，根據(jù)流速與壓強(qiáng)的關(guān)系判斷上方壓強(qiáng)和下方壓強(qiáng)的關(guān)系，進(jìn)一步判斷對地面壓力的變化．

解答 解：
（1）小車的重力：
G=mg=1.5×10³kg×10N/kg=1.5×10⁴N；
（2）小車對地面的壓力為：F=G=1.5×10⁴N；
小車與地面的總接觸面積為：S=4×0.15m²=0.6m²，
小車靜止在水平路面上對路面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.5×1{0}^{4}N}{0.6{m}^{2}}$=2.5×10⁴Pa；
（3）由公式v=$\frac{s}{t}$得，需要的時間為：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{34km}{100km/h}$=0.34h．
（4）小車的形狀上面凸起，下面平直，在水平路面上高速行駛時，流過上方的空氣流速快，下方的流速慢，上方的壓強(qiáng)小，下方的壓強(qiáng)大，產(chǎn)生向上的壓力差，減小了對地面的壓力．
答：（1）該小車的重力為1.5×10⁴N；
（2）該小車靜止在水平路面上對路面的壓強(qiáng)為2.5×10⁴Pa；
（3）若邵坪高速限速100km/h，該小車駛完邵坪高速全程最少需0.34h；
（4）變�。�

點(diǎn)評 本題考查了重力、壓強(qiáng)、時間的計算和利用流速與壓強(qiáng)關(guān)系的關(guān)系解釋生活的現(xiàn)象，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等以及升力產(chǎn)生的原因．